JP2001196683A - 半導体レーザモジュールおよびその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザ素子と光波長変換素子とをそれ
ぞれホルダーを介して接着固定してなる半導体レーザモ
ジュールにおいて、ホルダー同士を接着する接着剤層の
厚さを、半導体レーザ素子と光波長変換素子との間の距
離に拘わりなく、適正な値に設定可能とする。 【解決手段】 基本波を発生する光源である半導体レー
ザ素子10と、この半導体レーザ素子10からの基本波が入
射する光導波路17を有する光波長変換素子12とが、前者
の光出射端面と後者の光入射端面とを相近接させて光学
的に直接結合されてなる半導体レーザモジュールにおい
て、半導体レーザ素子10を搭載した第１ホルダー13の一
面13ａと、光波長変換素子12を搭載した第２ホルダー14
の一面14ａとを接着剤15によって接着する。そしてその
接着剤15は、第２ホルダー14の一面14ａに形成した所定
深さの凹部14ｄ内に収める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基本波を発生する
光源である半導体レーザ素子と、この半導体レーザ素子
からの基本波が入射する光導波路を有する光波長変換素
子とが結合されてなる半導体レーザモジュールに関し、
特に詳細には、これら両素子をそれぞれホルダーに搭載
し、それらのホルダーを互いに接着剤によって固定した
構造の半導体レーザモジュールに関するものである。

【０００２】また本発明は、上述のような半導体レーザ
モジュールを作製する方法に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来より、基本波光源から発生させたレ
ーザビームを非線形光学材料からなる光波長変換素子に
入射させて、この光波長変換素子により第２高調波等に
波長変換（短波長化）する技術が知られている。

【０００４】また、基本波光源として半導体レーザ素子
を用い、そして光波長変換素子として光導波路型のもの
を用いる場合は、例えば本出願人による特願平１１−９
３８４５号明細書に示されているように、半導体レーザ
素子の光出射端面と光波長変換素子の光入射端面とが相
近接する状態にして両素子を光学的に直接結合し、それ
らをモジュール化することも広く行なわれている。

【０００５】このように半導体レーザ素子と光波長変換
素子とを直接結合して半導体レーザモジュールを構成す
る場合には、接着剤を用いて両素子を固定する手法が多
く採用される。その際は、両素子の端面同士を直接的に
接着固定してもよいし、あるいは上記明細書にも開示さ
れているように、半導体レーザ素子、光波長変換素子を
それぞれ別個の第１、第２ホルダーに搭載して、それら
のホルダー同士を接着剤によって固定してもよい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように半導体レ
ーザ素子と光波長変換素子とをそれぞれホルダーを介し
て接着固定してなる半導体レーザモジュールにおいて
は、これら両素子の結合位置関係がいわゆるサブミクロ
ンオーダー、つまり0.1μｍから１μｍ未満程度だけず
れても、光結合効率が低下してしまうという問題が認め
られている。

【０００７】したがって、それら両素子を結合する際
に、半導体レーザ素子から出射した基本波としてのレー
ザビームが光波長変換素子の光導波路端面に正確に入射
するように両者を調芯する工程や、その状態で両者を固
定する工程はもとより、その後の輸送、保存環境、使用
環境、さらには経時によっても両素子が位置ずれを起こ
さないように対処することが求められている。

【０００８】特に、使用温度変化によるモジュール構成
部材の熱膨張により両素子が位置ずれを起こしやすいの
で、前述のように互いに接着固定されるホルダーは、熱
膨張率（線膨張係数）が等しい材料から形成することが
望まれる。しかし、その他の事情からやむを得ずに互い
に異なる線膨張係数の材料を使用して各ホルダーを構成
しなければならないこともあり、そのような場合は、熱
膨張したホルダー間に応力が作用して接着部分が動いて
しまうことがある。こうして接着部分が動いてしまう
と、半導体レーザ素子と光波長変換素子との間に位置ず
れが生じることになる。

【０００９】また、接着剤によって接着されているホル
ダーの間で、線膨張係数の差による相対位置変動が生じ
た場合は、接着剤層への応力集中によってこの接着剤層
が剥離してしまうおそれもある。この接着剤層の剥離
は、接着剤層が薄いほど発生しやすい。この問題を防止
する上では、接着剤層を厚く形成するのが望ましいが、
接着剤層を厚くし過ぎると、今度は、温度変化にともな
う接着剤層の膨張、収縮によってホルダー間、つまり半
導体レーザ素子と光波長変換素子との間に位置ずれが生
じやすくなる。

【００１０】以上のような事情があるため、ホルダー同
士を接着する接着剤層の厚さは、ホルダーの材料、半導
体レーザモジュールの保存温度や使用温度を考慮して、
適正な値に設定する必要がある。上記の特願平１１−９
３８４５号明細書には、ホルダー同士を所定の位置関係
を保って接着固定する簡便な方法が示されているが、こ
の方法では、接着剤層の厚さを適正な所望値に設定する
ことは困難になっている。以下、この点について詳しく
説明する。

【００１１】上記明細書に示されたホルダーの接着固定
方法は、半導体レーザ素子とそれを搭載する第１ホルダ
ーとを、それぞれの一端面が基準板に当接する状態で互
いに固定するとともに、光波長変換素子とそれを搭載す
る第２ホルダーとを、それぞれの一端面が基準板に当接
する状態で互いに固定し、その後第１ホルダーおよび第
２ホルダーの上記一端面同士を接着固定するというもの
である。この方法によれば、接着剤層の厚さがすなわち
半導体レーザ素子と光波長変換素子との間の距離とな
る。逆に言えば、半導体レーザ素子と光波長変換素子と
の間の距離をある好ましい値に設定しようとすれば、接
着剤層の厚さは一義的にその距離と等しい値に定まって
しまう。

【００１２】半導体レーザ素子と光波長変換素子との間
の距離は、光結合効率を高く確保するためには短いほど
よいが、そのようにすると、必然的に接着剤層が薄いも
のとなってしまう。接着剤層が薄いと、それが剥離しや
すくなることは、先に説明した通りである。

【００１３】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、半導体レーザ素子と光波長変換素子とをそれぞ
れホルダーを介して接着固定してなる半導体レーザモジ
ュールにおいて、ホルダー同士を接着する接着剤層の厚
さを、半導体レーザ素子と光波長変換素子との間の距離
に拘わりなく、適正な値に設定可能とすることを目的と
するものである。

【００１４】また本発明は、上述のような半導体レーザ
モジュールを効率良く作製できる方法を提供することを
目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の半導
体レーザモジュールは、前述したように、基本波を発生
する光源である半導体レーザ素子と、この半導体レーザ
素子からの基本波が入射する光導波路を有する光波長変
換素子とが、前者の光出射端面と後者の光入射端面とを
相近接させて光学的に直接結合されてなる半導体レーザ
モジュールにおいて、前記半導体レーザ素子、光波長変
換素子がそれぞれ、互いに別体の第１ホルダー、第２ホ
ルダーに搭載され、前記第１ホルダーの前記光出射端面
と同じ側を向いた一面と、前記第２ホルダーの前記光入
射端面と同じ側を向いた一面とが接着され、前記第１ホ
ルダーの一面および第２ホルダーの一面の少なくとも一
方に所定深さの凹部が形成され、この凹部内に配された
接着剤の層によって、前記第１および第２ホルダーが接
合されていることを特徴とするものである。

【００１６】なおこの第１の半導体レーザモジュールに
おいては、半導体レーザ素子が、その光出射端面が第１
ホルダーの前記一面と同一面内にあるように第１ホルダ
ーに固定され、前記光波長変換素子が、その光入射端面
が第２ホルダーの前記一面と同一面内にあるように第２
ホルダーに固定され、前記第１および第２ホルダーが、
それぞれの前記一面を当接させた状態で接合されている
ことが望ましい。

【００１７】また本発明による第２の半導体レーザモジ
ュールは、基本波を発生する光源である半導体レーザ素
子と、この半導体レーザ素子からの基本波が入射する光
導波路を有する光波長変換素子とが、前者の光出射端面
と後者の光入射端面とを相近接させて光学的に直接結合
されてなる半導体レーザモジュールにおいて、前記半導
体レーザ素子、光波長変換素子がそれぞれ、互いに別体
の第１ホルダー、第２ホルダーに搭載され、前記第１ホ
ルダーの前記光出射端面と同じ側を向いた一面と、前記
第２ホルダーの前記光入射端面と同じ側を向いた一面と
が接着され、第１ホルダーの前記一面と第２ホルダーの
前記一面との間に所定厚さのスペーサが配され、このス
ペーサによって互いに所定距離離された前記両一面間に
配された接着剤の層によって、前記第１および第２のホ
ルダーが接合されていることを特徴とするものである。

【００１８】また本発明による第３の半導体レーザモジ
ュールは、基本波を発生する光源である半導体レーザ素
子と、この半導体レーザ素子からの基本波が入射する光
導波路を有する光波長変換素子とが、前者の光出射端面
と後者の光入射端面とを相近接させて光学的に直接結合
されてなる半導体レーザモジュールにおいて、前記半導
体レーザ素子、光波長変換素子がそれぞれ、互いに別体
の第１ホルダー、第２ホルダーに搭載され、前記第１ホ
ルダーの前記光出射端面と同じ側を向いた一面と、前記
第２ホルダーの前記光入射端面と同じ側を向いた一面と
が接着され、第１ホルダーの前記一面と第２ホルダーの
前記一面との間に、所定粒径の充填材粒子を多数含む接
着剤層が配され、この充填材粒子によって互いに所定距
離離された前記両一面間に配された接着剤の層によっ
て、前記第１および第２のホルダーが接合されているこ
とを特徴とするものである。

【００１９】一方、本発明による半導体レーザモジュー
ル作製方法は、上述のような本発明による半導体レーザ
モジュールを作製する方法において、第１ホルダーおよ
び／または第２ホルダーに、その前記一面に開口して他
の面まで貫通した貫通孔を形成し、これらの第１ホルダ
ーおよび第２ホルダーを互いに突き合わせた状態にし
て、前記貫通孔から接着剤を注入することを特徴とする
ものである。

【００２０】なお、この半導体レーザモジュールの作製
方法は、接着剤として嫌気性の紫外線硬化型接着剤を用
いる場合に適用されるのが望ましい。

【００２１】またこの紫外線硬化型接着剤を用いる場合
は、前記貫通孔から紫外線を照射することにより、前記
紫外線硬化型接着剤を初期硬化させることが望ましい。

【００２２】

【発明の効果】本発明による第１の半導体レーザモジュ
ールにおいては、半導体レーザ素子を搭載した第１ホル
ダーの一面および、光波長変換素子を搭載した第２ホル
ダーの一面の少なくとも一方に所定深さの凹部が形成さ
れ、この凹部内に配された接着剤の層によって、第１お
よび第２のホルダーがそれぞれの上記一面を当接させた
状態で接合されているので、この凹部の深さ次第で接着
剤層の厚さを変えることができる。したがってこの接着
剤層の厚さを、半導体レーザ素子と光波長変換素子との
間の距離に拘わりなく、所望の適正な値に設定可能とな
る。

【００２３】つまり、例えば半導体レーザ素子の端面が
第１ホルダーの上記一面と同一面内にあるように該半導
体レーザ素子を第１ホルダーに固定し、光波長変換素子
の端面が第２ホルダーの上記一面と同一面内にあるよう
に該光波長変換素子を第２ホルダーに固定すれば、半導
体レーザ素子の端面と光波長変換素子の端面とをほとん
ど間隔無しの状態まで近接させても、接着剤層の厚さは
上記凹部の深さだけ確保されることになる。

【００２４】一方、本発明による第２の半導体レーザモ
ジュールにおいては、半導体レーザ素子を搭載した第１
ホルダーの一面と、光波長変換素子を搭載した第２ホル
ダーの一面との間に所定厚さのスペーサが配され、この
スペーサによって互いに所定距離離された上記両一面間
に配された接着剤の層によって、第１および第２のホル
ダーが接合されているので、スペーサの厚さ次第で接着
剤層の厚さを変えることができる。したがってこの場合
も、接着剤層の厚さを、半導体レーザ素子と光波長変換
素子との間の距離に拘わりなく、所望の適正な値に設定
可能となる。

【００２５】また本発明による第３の半導体レーザモジ
ュールにおいては、半導体レーザ素子を搭載した第１ホ
ルダーの一面と、光波長変換素子を搭載した第２ホルダ
ーの一面との間に、所定粒径の充填材粒子を多数含む接
着剤層が配され、この充填材粒子によって互いに所定距
離離された前記両一面間に配された接着剤の層によっ
て、前記第１および第２のホルダーが接合されているの
で、充填材粒子の粒径次第で接着剤層の厚さを変えるこ
とができる。したがってこの場合も、接着剤層の厚さ
を、半導体レーザ素子と光波長変換素子との間の距離に
拘わりなく、所望の適正な値に設定可能となる。

【００２６】一方、本発明による半導体レーザモジュー
ルの作製方法は、第１ホルダーおよび／または第２ホル
ダーに、その前記一面に開口して他の面まで貫通した貫
通孔を形成し、これらの第１ホルダーおよび第２ホルダ
ーを互いに突き合わせた状態にして、前記貫通孔から接
着剤を注入するようにしたので、比較的粘度の高い接着
剤でも所望の厚さで均一にホルダー間に充填させること
ができる。

【００２７】また、この半導体レーザモジュールの作製
方法において、特に嫌気性の紫外線硬化型接着剤を用い
た場合は、ホルダー間に接着剤を充填させた後、ホルダ
ーの貫通孔から紫外線を照射することにより、接着剤を
短時間で確実に硬化させることも可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１および図２はそれぞれ、本発
明の第１の実施形態による半導体レーザモジュールの斜
視形状および一部破断側面形状を示すものである。図示
されるように本実施形態の半導体レーザモジュールは、
基本波を発生する光源である半導体レーザ10と、この半
導体レーザ10から入射した基本波を第２高調波に変換す
る光波長変換素子12とが結合されてなるものである。こ
れらの半導体レーザ10および光波長変換素子12は、前者
の光出射端面10ａと後者の光入射端面12ａとを相近接さ
せて光学的に直接結合されている。

【００２９】半導体レーザ10は断面コ字状の第１ホルダ
ー13に搭載され、光波長変換素子12は第１ホルダー13と
は別体に形成された同じく断面コ字状の第２ホルダー14
に搭載されている。そして、第１ホルダー13の上記光出
射端面10ａと同じ側を向いた一面13ａと、第２ホルダー
14の上記光入射端面12ａと同じ側を向いた一面14ａとを
突き合わせた状態で両ホルダー13、14が接着剤15により
接合されて、半導体レーザ10および光波長変換素子12が
上述の通りに結合されている。

【００３０】光波長変換素子12は、例えばＭｇＯが５ｍ
ｏｌ％ドープされたＬｉＮｂＯ_３（以下、ＭｇＯ−ＬＮ
と称する）の結晶基板16上に例えぱプロトン交換により
形成された光導波路17と、周期ドメイン反転構造18とを
有している。周期ドメイン反転構造18は、ＭｇＯ−ＬＮ
基板16の自発分極（ドメイン）を反転させたドメイン反
転部が、光導波路17の延びる方向に沿って所定周期で繰
り返してなるなるものである。光導波路17には、半導体
レーザ10から発せられた例えぱ波長９５０ｎｍの基本波
としてのレーザビームが入射される。このレーザビーム
は光導波路17を導波し、周期ドメイン反転構造18で位相
整合（いわゆる疑似位相整合）が取られて、波長が１／
２の第２高調波に変換される。

【００３１】本実施形態では、ＴＥモード導波型の光波
長変換素子12と、同様にＴＥモード導波型の半導体レー
ザ10とを直接結合しているので、双方の基板を平行にで
き、調芯、固定が容易となっている。さらに、半導体レ
ーザ10として、波長チューニング可能でかつ波長ロック
できる分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ：distributed Brag
g reflector）のものを用いているため、光波長変換素
子12の位相整合波長に発振波長を調整することができ
る。それにより、波長変換効率を最大にして、第２高調
波出力を最大化することができる。

【００３２】以下、上記半導体レーザ10と光波長変換素
子12との結合について、図３および図４を参照して詳し
く説明する。半導体レーザ10および光波長変換素子12
は、双方が上面を向いているとそれぞれの光導波路が顕
微鏡で良く観察できるので、互いの位置調整がしやす
い。

【００３３】そこで、半導体レーザ10については図３
（Ａ）および図４（Ａ）にそれぞれ平面形状、正面形状
を示すように、半導体レーザ本体であるＬＤチップ20を
ヒートシンク21上に固定し、さらにこのヒートシンク21
を第１ホルダー13の凹部の底面上に固定する。第１ホル
ダー13は、その端面13ａが高精度に研磨されて、基準板
22の一方の基準面22ａに密着可能に形成されている。そ
こで、ＬＤチップ20を載置したヒートシンク21を第１ホ
ルダー13に固定するときには、基準板22の基準面22ａに
対してＬＤチップ20、ヒートシンク21および第１ホルダ
ー13の各端面が一直線に並ぶようにする。すなわち、基
準板22の基準面22ａにＬＤチップ20の端面20ａ、ヒート
シンク21の端面21ａおよび第１ホルダー13の端面13ａを
当接させた状態で、ＬＤチップ20をヒートシンク21に、
そしてヒートシンク21を第１ホルダー13に固定する。

【００３４】同様に光波長変換素子12は、図３（Ｂ）お
よび図４（Ｂ）にそれぞれ平面形状、正面形状を示すよ
うに、第２ホルダー14の凹部の底面上に固定する。第２
ホルダー14も、その端面14ａが高精度に研磨されて、基
準板22の他方の基準面22ｂに密着可能に形成されてい
る。そこで、光波長変換素子12を第２ホルダー14に固定
するときには、基準板22の基準面22ｂに対して光波長変
換素子12および第２ホルダー14の各端面が一直線に並ぶ
ようにする。すなわち、基準板22の基準面22ｂに光波長
変換素子12の端面12ａおよび第２ホルダー14の端面14ａ
を当接させた状態で、光波長変換素子12を第２ホルダー
14に固定する。

【００３５】なお第２ホルダー14の端面14ａには、上下
方向に延びる凹部14ｄが２つ形成されている。各凹部14
ｄの深さは、一例として10μｍとされている。またこれ
らの凹部14ｄの１つに対してそれぞれ３つの貫通孔14ｅ
が開口しており、それらの貫通孔14ｅは全て、第２ホル
ダー14の上記端面14ａから反対側の端面14ｆまで貫通し
ている。

【００３６】第１ホルダー13と第２ホルダー14とを上述
のように基準板22に当接させた後、それぞれの各端面13
ａ、14ａが向き合う状態に互いを向き合わせて、半導体
レーザ10のビーム出射位置と光波長変換素子12の光導波
路17のビーム入射位置との調整を行なう（図５（Ａ）お
よび（Ｂ）参照）。そしてこの接合面内での位置調整後
に、ホルダー13、14同士を、一例として嫌気性の紫外線
硬化型接着剤15によって接着固定する。

【００３７】この接着固定は、ホルダー13、14同士を突
き合わせた状態のまま、接着剤15を第２ホルダー14の端
面14ｆに開口している貫通孔14ｅから注入して、凹部14
ｄと第１ホルダー13との間に充填させ、その後貫通孔14
ｅから紫外線を照射して接着剤15を初期硬化させること
によってなされる。このように貫通孔14ｅから接着剤15
を注入すれば、比較的粘度の高い接着剤でも所望の厚さ
で均一にホルダー13、14間に充填させることができる。
また、貫通孔14ｅから紫外線を照射することにより、接
着剤15を短時間で確実に硬化させることができる。

【００３８】前述した通り、第２ホルダー14の端面14ａ
に形成された凹部14ｄの深さは10μｍとされているの
で、ホルダー13、14同士を突き合わせて半導体レーザ10
と光波長変換素子12との間の距離をいわゆるサブミクロ
ンオーダー（0.1μｍから１μｍ未満程度）と十分に小
さくしても、接着剤15の層厚はそれに拘わらず少なくと
も10μｍは確保されることになる。

【００３９】このようにして接着剤15の層厚を比較的大
きく確保できれば、接着剤15が剥離しやすくなることを
防止できる。その一方、半導体レーザ10と光波長変換素
子12との間の距離を十分に小さくできれば、それら両者
間の光結合効率を例えば５０％程度以上と十分に高くす
ることができる。また特に本実施形態では、ＬＤチップ
20と光波長変換素子12とが、前述したように予め基準板
22を用いてそれぞれ第１ホルダーの端面13ａ、第２ホル
ダーの端面14ａから突出しないように位置調整されてい
るので、互いがぶつかって破壊することがなく、この点
も高い光結合効率を実現する上で有利となっている。

【００４０】なお、第１ホルダー13の半導体レーザ10を
取り付ける凹部、および第２ホルダー14の光波長変換素
子12を取り付ける凹部の深さは、第１ホルダー13の下面
13ｂ（図４参照）から半導体レーザ10のビーム出射位置
までの距離と、第２ホルダー14の下面14ｂから光導波路
17のビーム入射位置までの距離とが一致するように設定
することが好ましい。そのようにすれば、第１ホルダー
13および第２ホルダー14を水平方向（図４の矢印Ａ方
向）にのみ調整することによって、上記ビーム出射位置
と入射位置とを容易に整合させることができる。

【００４１】次に、上述のようにして形成された半導体
レーザ10および光波長変換素子12からなる半導体レーザ
モジュールに対して、図６に示すようにコリメートレン
ズ25を調整、固定する。

【００４２】具体的には、第１ホルダー13に取り付けら
れた半導体レーザ10と第２ホルダー14に取り付けられた
光波長変換素子12との組立体を、まず台座26に固定す
る。この台座26には、コリメートレンズ25が取り付けら
れており、上記組立体の固定時に、コリメートレンズ25
から出射する第２高調波27が平行光となるように該コリ
メートレンズ25を調整、固定する。そして、ＤＢＲレー
ザである半導体レーザ10に対する光増幅領域注入電流Ｉ
_Ｌ 、およびＤＢＲ領域注入電流Ｉ_Ｔ を調整すること
により、半導体レーザ10の発振波長を光波長変換素子12
の位相整合波長に調整する。それにより、最大の第２高
調波出力が得られるようになる。

【００４３】本発明による効果を確認するために、第２
ホルダー14の端面14ａに凹部14ｄを形成しないで、該端
面14ａと第１ホルダー13の端面13ａとを直接的に接着剤
で固定してなる比較例としての半導体レーザモジュール
を２つ作製した。両比較例とも、図３に示した基準板22
を用いて第１ホルダー13と半導体レーザ10、第２ホルダ
ー14と光波長変換素子12とを位置調整してから、ホルダ
ー13、14同士を接着剤を介して突き合わせ固定したもの
であり、したがって、接着剤層の厚さがすなわち半導体
レーザ10と光波長変換素子12との間の距離となってい
る。そして接着剤層の厚さは、一方の第１比較例ではサ
ブミクロンオーダー、他方の第２比較例では３μｍとさ
れている。

【００４４】第１比較例の半導体レーザモジュールにお
いては、初期の光結合効率は約６０％で本実施形態と同
様であるが、−２０〜８０℃の温度サイクルを１００回
付加したところ、接着剤層が剥離してしまった。これ
は、接着剤層が十分な厚さを備えていないことに起因す
る。一方第２比較例の半導体レーザモジュールでは、上
記温度サイクルを付加しても接着剤層の剥離は生じなか
ったが、初期の光結合効率は約３０％と本実施形態と比
べて明らかに劣っている。これは、半導体レーザ10と光
波長変換素子12との間が離れ過ぎていることに起因す
る。

【００４５】それに対して本実施形態の半導体レーザモ
ジュールでは、初期の光結合効率は約６０％であり、ま
た上記温度サイクルを付加しても接着剤層の剥離は生じ
なかった。

【００４６】なお本実施形態では、ホルダー13、14のう
ち一方の第２ホルダー14にのみ接着剤を充填するための
凹部14ｄを設けているが、このような凹部は第１ホルダ
ー13のみに設けてもよいし、あるいはホルダー13、14の
双方に設けてもよい。

【００４７】また、発振波長可変の半導体レーザ10とし
ては、本実施形態で使用している２電極タイプのＤＢＲ
レーザの他に、３電極タイプのＤＢＲレーザや、さらに
は分布帰還型（ＤＦＢ：distributed feedback）レーザ
等も使用可能である。

【００４８】次に、図７を参照して本発明の第２の実施
形態について説明する。なおこの図７において、図１お
よび図２中の要素と同等の要素には同番号を付してあ
り、それらについての重複した説明は省略する（以下、
同様）。

【００４９】図７は、本発明の第２実施形態による半導
体レーザモジュールの平面形状を示すものである。図示
の通りこの第２実施形態の半導体レーザモジュールは、
第１ホルダー13の端面13ａと第２ホルダー14の端面14ａ
との間に一例として厚さ10μｍの２つのスペーサ30が配
され、これらのスペーサ30によって互いに所定距離離さ
れた上記両端面13ａ、14ａ間に配された接着剤15の層に
よって、ホルダー13、14同士が接合されてなるものであ
る。

【００５０】本実施形態においてスペーサ30の厚さは例
えば10μｍとされている。そして光波長変換素子12は、
その端面12ａが第２ホルダー14の端面14ａから外方（図
中の右方）に10μｍだけ突出するようにして該第２ホル
ダー14に固定されている。一方半導体レーザ10は、第１
実施形態におけるのと同様に、その端面10ａが第１ホル
ダー13の端面13ａと揃うようにして該第１ホルダー13に
固定されている。

【００５１】したがって本例においても、半導体レーザ
10と光波長変換素子12との間の距離をいわゆるサブミク
ロンオーダー（0.1μｍから１μｍ未満程度）と十分に
小さくしても、接着剤15の層厚はそれに拘わらず少なく
とも10μｍは確保されることになる。

【００５２】このようにして接着剤15の層厚を比較的大
きく確保できれば、接着剤15が剥離しやすくなることを
防止できる。その一方、半導体レーザ10と光波長変換素
子12との間の距離を十分に小さくできれば、それら両者
間の光結合効率を例えば５０％程度と十分に高くするこ
とができる。

【００５３】図８は、この第２実施形態の半導体レーザ
モジュールの作製方法の一例を説明するものである。ま
ず同図（Ａ）に示すように、表面、裏面がそれぞれ基準
面32ａ、基準面32ｂとされた基準板32が用意される。こ
の基準板32の基準面32ｂには、深さ10μｍの凹部32ｃが
形成されている。そして同図（Ｂ）に示すように、第２
ホルダー14はその端面14ａが基準面32ｂに当接する状態
とし、一方光波長変換素子12はその端面12ａが凹部32ｃ
の底面に当接する状態とし、この状態を保ったまま光波
長変換素子12が第２ホルダー14に固定される。

【００５４】なお図示は省略してあるが、半導体レーザ
10は、基準板32の基準面32ａを利用して、上述した通
り、その端面10ａが第１ホルダー13の端面13ａと揃うよ
うにして該第１ホルダー13に固定される。

【００５５】次に同図（Ｃ）に示すように、第１ホルダ
ー13の端面13ａと第２ホルダー14の端面14ａとの間に２
つのスペーサ30が配され、これらのスペーサ30に両端面
13ａ、14ａが突き当てられる。この状態を保ったまま、
第２ホルダー14の貫通孔14ｅから接着剤15を注入して、
第１ホルダー13の端面13ａと第２ホルダー14の端面14ａ
との間に充填させる。なお２つのスペーサ30には、貫通
孔14ｅから注入されて来る接着剤15を、第１ホルダー13
の端面13ａと第２ホルダー14の端面14ａとの間の空間に
導く溝（図示せず）が形成されている。

【００５６】次に貫通孔14ｅから紫外線を照射して接着
剤15を初期硬化させ、その後接着剤15を十分に硬化させ
れば、図７に示す半導体レーザモジュールが完成する。

【００５７】次に、図９を参照して本発明の第３の実施
形態について説明する。図９は、本発明の第３の実施形
態による半導体レーザモジュールの平面形状を示すもの
である。この第３実施形態の半導体レーザモジュール
は、図７に示した第２実施形態の半導体レーザモジュー
ルと比較すると、スペーサ30が省かれ、接着剤15に代わ
る接着剤40そのものによって、スペーサ30が果たした作
用が得られるものとなっている。

【００５８】すなわちこの接着剤40は図１１に示す通
り、粒径が10μｍの充填材粒子40ａを多数含むものであ
り、それらの充填材粒子40ａによって、第１ホルダー13
の端面13ａと第２ホルダー14の端面14ａとの間の距離が
10μｍに保たれる。

【００５９】そして光波長変換素子12は、その端面12ａ
が第２ホルダー14の端面14ａから外方（図中の右方）に
10μｍだけ突出するようにして該第２ホルダー14に固定
されている。一方半導体レーザ10は、第２実施形態にお
けるのと同様に、その端面10ａが第１ホルダー13の端面
13ａと揃うようにして該第１ホルダー13に固定されてい
る。

【００６０】したがって本例においても、半導体レーザ
10と光波長変換素子12との間の距離をいわゆるサブミク
ロンオーダー（0.1μｍから１μｍ未満程度）と十分に
小さくしても、接着剤40の層厚はそれに拘わらず少なく
とも10μｍは確保されることになる。

【００６１】図１０は、この第３実施形態の半導体レー
ザモジュールの作製方法の一例を説明するものである。
ここでは図示を省略してあるが、まず図８に示したもの
と同じ基準板32を用いて、光波長変換素子12は、その端
面12ａが第２ホルダー14の端面14ａから外方に10μｍだ
け突出するようにして該第２ホルダー14に固定される。
一方半導体レーザ10は、その端面10ａが第１ホルダー13
の端面13ａと揃うようにして該第１ホルダー13に固定さ
れる。

【００６２】次に図１０に示すようにホルダー13、14
を、半導体レーザ10と光波長変換素子12とが大きく離間
する状態に保ち、この状態を保ったまま、第２ホルダー
14の貫通孔14ｅから接着剤40を所定量注入する。次いで
ホルダー13、14を、端面13ａと端面14ａとが接着剤40を
介して当接するように突き合わせると、前述した充填材
粒子40ａの作用により、端面13ａと端面14ａとの間の距
離が10μｍに設定される。次に貫通孔14ｅから紫外線を
照射して接着剤15を初期硬化させる。その後接着剤40を
十分に硬化させれば、図９に示す半導体レーザモジュー
ルが完成する。

【００６３】なお、以上説明した３つの実施形態におい
ては、第２ホルダー14の貫通孔14ｅから接着剤を注入す
るようにしているが、このような貫通孔は利用せずに、
第１ホルダー13の端面13ａおよび／または第２ホルダー
14の端面14ａに直接的に接着剤を塗布し、その後両ホル
ダー13、14を互いに突き合わせて、余分な接着剤をはみ
出させるようにしても構わない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による半導体レーザモジ
ュールを示す斜視図

【図２】上記半導体レーザモジュールの一部破断側面図

【図３】上記半導体レーザモジュールの組立て工程を説
明する平面図

【図４】上記半導体レーザモジュールの組立て工程を説
明する正面図

【図５】上記半導体レーザモジュールの組立て工程を説
明する概略図

【図６】上記半導体レーザモジュールの使用状態を示す
平面図

【図７】本発明の第２実施形態による半導体レーザモジ
ュールを示す平面図

【図８】上記第２実施形態の半導体レーザモジュールの
組立て工程を説明する平面図

【図９】本発明の第３実施形態による半導体レーザモジ
ュールを示す平面図

【図１０】上記第３実施形態の半導体レーザモジュール
の組立て工程を説明する平面図

【図１１】上記第３実施形態の半導体レーザモジュール
の要部を示す一部破断側面図

【符号の説明】

10 半導体レーザ 12 光波長変換素子 13 第１ホルダー 14 第２ホルダー 14ａ 第２ホルダーの接着面 15、40 接着剤 16 ＭｇＯ−ＬＮ結晶基板 17 光導波路 18 周期ドメイン反転構造 30 スペーサ 40ａ 接着剤の充填材粒子

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2K002 AB12 CA03 DA06 EA22 EA23 EA24 HA20 5F073 AA65 AB23 EA24 FA06 FA11 FA22

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基本波を発生する光源である半導体レー
   ザ素子と、この半導体レーザ素子からの基本波が入射す
   る光導波路を有する光波長変換素子とが、前者の光出射
   端面と後者の光入射端面とを相近接させて光学的に直接
   結合されてなる半導体レーザモジュールにおいて、 前記半導体レーザ素子、光波長変換素子がそれぞれ、互
   いに別体の第１ホルダー、第２ホルダーに搭載され、 前記第１ホルダーの前記光出射端面と同じ側を向いた一
   面と、前記第２ホルダーの前記光入射端面と同じ側を向
   いた一面とが接着され、 前記第１ホルダーの一面および第２ホルダーの一面の少
   なくとも一方に所定深さの凹部が形成され、 この凹部内に配された接着剤の層によって、前記第１お
   よび第２ホルダーが接合されていることを特徴とする半
   導体レーザモジュール。
2. 【請求項２】 前記半導体レーザ素子が、その光出射端
   面が第１ホルダーの前記一面と同一面内にあるように第
   １ホルダーに固定され、 前記光波長変換素子が、その光入射端面が第２ホルダー
   の前記一面と同一面内にあるように第２ホルダーに固定
   され、 前記第１および第２ホルダーが、それぞれの前記一面を
   当接させた状態で接合されていることを特徴とする請求
   項１記載の半導体レーザモジュール。
3. 【請求項３】 基本波を発生する光源である半導体レー
   ザ素子と、この半導体レーザ素子からの基本波が入射す
   る光導波路を有する光波長変換素子とが、前者の光出射
   端面と後者の光入射端面とを相近接させて光学的に直接
   結合されてなる半導体レーザモジュールにおいて、 前記半導体レーザ素子、光波長変換素子がそれぞれ、互
   いに別体の第１ホルダー、第２ホルダーに搭載され、 前記第１ホルダーの前記光出射端面と同じ側を向いた一
   面と、前記第２ホルダーの前記光入射端面と同じ側を向
   いた一面とが接着され、 第１ホルダーの前記一面と第２ホルダーの前記一面との
   間に所定厚さのスペーサが配され、 このスペーサによって互いに所定距離離された前記両一
   面間に配された接着剤の層によって、前記第１および第
   ２のホルダーが接合されていることを特徴とする半導体
   レーザモジュール。
4. 【請求項４】 基本波を発生する光源である半導体レー
   ザ素子と、この半導体レーザ素子からの基本波が入射す
   る光導波路を有する光波長変換素子とが、前者の光出射
   端面と後者の光入射端面とを相近接させて光学的に直接
   結合されてなる半導体レーザモジュールにおいて、 前記半導体レーザ素子、光波長変換素子がそれぞれ、互
   いに別体の第１ホルダー、第２ホルダーに搭載され、 前記第１ホルダーの前記光出射端面と同じ側を向いた一
   面と、前記第２ホルダーの前記光入射端面と同じ側を向
   いた一面とが接着され、 第１ホルダーの前記一面と第２ホルダーの前記一面との
   間に、所定粒径の充填材粒子を多数含む接着剤層が配さ
   れ、 この充填材粒子によって互いに所定距離離された前記両
   一面間に配された接着剤の層によって、前記第１および
   第２のホルダーが接合されていることを特徴とする半導
   体レーザモジュール。
5. 【請求項５】 前記半導体レーザ素子が、その光出射端
   面が第１ホルダーの前記一面から前方に突出した状態で
   該第１ホルダーに固定されていることを特徴とする請求
   項３または４記載の半導体レーザモジュール。
6. 【請求項６】 前記光波長変換素子が、その光入射端面
   が第２ホルダーの前記一面から前方に突出した状態で該
   第２ホルダーに固定されていることを特徴とする請求項
   ３から５いずれか１項記載の半導体レーザモジュール。
7. 【請求項７】 請求項１から６いずれか１項記載の半導
   体レーザモジュールを作製する方法であって、 前記第１ホルダーおよび／または第２ホルダーに、その
   前記一面に開口して他の面まで貫通した貫通孔を形成
   し、 前記第１ホルダーおよび第２ホルダーを互いに突き合わ
   せた状態にして、前記貫通孔から接着剤を注入すること
   を特徴とする半導体レーザモジュールの作製方法。
8. 【請求項８】 前記接着剤として嫌気性の紫外線硬化型
   接着剤を用いることを特徴とする請求項７記載の半導体
   レーザモジュールの作製方法。
9. 【請求項９】 前記貫通孔から紫外線を照射することに
   より、前記紫外線硬化型接着剤を初期硬化させることを
   特徴とする請求項８記載の半導体レーザモジュールの作
   製方法。